光學功能膜及其製造方法、顯示器及其製造方法

2023-10-06 05:41:04

專利名稱：光學功能膜及其製造方法、顯示器及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種光學功能膜及其製造方法，該光學功能膜適於作為用於提高顯示器的圖像質量的散射膜等。此外，本發明還涉及包括該光學功能膜的顯示器及其製造方法。
背景技術：
使用自發光元件的顯示器的實例為一種使用有機發光元件(有機EL (電致發光) 元件)的顯示器。然而，在現有技術的顯示器中，EL發光的高指向性引起取決於視角的亮度下降，從而引起諸如顏色不均衡等的色變化。因此，例如，如PCT國際申請的日文公開第 2008-515129號所描述的，提出了一種在置於有機發光元件的表面上方的保護膜與相對基板之間包括添加有散射體的粘結劑等的顯示器。

發明內容
然而，在現有技術的這種構造中，有可能存在由於保護膜的界面上的粘合破壞而導致的剝離和由於來自吸水粘結劑的水分擴散所引起的保護膜惡化。期望提供一種能夠防止由於粘合破壞所導致的剝離或由於水分擴散所導致的惡化的光學功能膜及其製造方法，並且提供一種包括該光學功能膜且能夠防止取決於視角的亮度下降和色變化的顯示器及其製造方法。根據本發明的實施方式，提供了一種包括以下組件(A)和(B)的光學功能膜(A)中間層，由包含矽的絕緣材料製成，並且在其中或其頂面上具有含矽顆粒；和(B)最外層，由與中間層的材料相同的材料製成，但具有高於中間層的密度的密度，並且包含與中間層的頂面相接觸的底面以及具有凹凸(asperities)的頂面。在根據本發明實施方式的光學功能膜中，當在最外層的頂面上配置有凹凸時，這些凹凸使進入最外層的頂面的入射光散射。根據本發明的實施方式，提供了一種製造光學功能膜的方法，該方法包括以下步驟通過等離子CVD方法來形成由包含矽的絕緣材料製成的中間層；以及通過等離子CVD 方法來形成最外層，最外層與中間層的頂面相接觸而配置，並由與中間層的材料相同的材料製成，但具有高於中間層的密度，其中，在形成中間層的步驟中，在形成中間層的期間或之後，停止等離子的產生，然後重新啟動，以在中間層中或中間層的頂面上形成含矽顆粒， 並且最外層是通過使用含矽顆粒作為核(nucleus)以在其頂面上形成凹凸而形成的。根據本發明的實施方式，提供了一種顯示器，該顯示器包括顯示面板，在基板上包括有機發光元件；和光學功能膜，配置在顯示面板的光引出側，其中，該光學功能膜由根據本發明上述實施方式的光學功能膜構成。在根據本發明實施方式的顯示器中，根據本發明上述實施方式的光學功能膜配置在顯示面板的光引出側；因此，凹凸使進入最外層的頂面的入射光散射。因此，緩和了在有機發光元件中產生的EL發光的高指向性，以防止取決於視角的亮度下降。相應地，防止了色變化。
根據本發明的實施方式，提供了一種製造顯示器的第一方法，該第一方法包括以下步驟在基板上形成具有有機發光元件的顯示面板；以及在有機發光元件的表面上形成光學功能膜，通過根據本發明上述實施方式的製造光學功能膜的方法來執行形成光學功能膜的步驟。根據本發 明的實施方式，提供了一種製造顯示器的第二方法，該第二方法包括以下步驟在基板上形成具有有機發光元件的顯示面板；在密封面板的表面上形成光學功能膜；以及將密封面板的光學功能膜配置為面向顯示面板的有機發光元件；以及通過粘合劑層完全粘結顯示面板和密封面板，通過根據本發明上述實施方式的製造光學功能膜的方法來執行形成光學功能膜的步驟。在根據本發明實施方式的光學功能膜中，由於在最外層的頂面上配置有凹凸時， 這些凹凸能夠具有諸如散射的光學功能，並且與現有技術不同，不需要單獨粘結添加有散射體的粘結劑，因此防止了來自粘結劑的水分擴散，也可防止由於粘合破壞而導致的剝離或由於水分擴散而導致的惡化。當通過使用該光學功能膜來構造顯示器時，防止了取決於視角的亮度下降和由此而引起的色變化；因此，可實現更高質量的顯示器。在製造光學功能膜的方法中以及在根據本發明實施方式的製造顯示器的第一方法和第二方法中，在形成中間層的期間或之後停止等離子的產生，然後重新啟動，以在中間層中或中間層的頂面上形成含矽顆粒，並且通過使用含矽顆粒作為核以在頂面上形成凹凸來形成最外層；因此，能夠容易地製造根據本發明實施方式的光學功能膜或顯示器。從下面的描述中，本發明的其他和另外的目的、特徵以及優點將更加充分地顯現。


圖1是示出了根據本發明第一實施方式的顯示器的構造的示圖。圖2是示出了圖1中所示的像素驅動電路的實例的等效電路圖。圖3是示出了圖1中所示的顯示器的顯示區域的構造的截面圖。圖4是示出了圖3中所示的光學功能膜的放大截面圖。圖5是圖4中所示的光學功能膜的平面圖。圖6A和圖6B是以步驟順序示出了製造圖3中所示的顯示器的方法的截面圖。圖7A和圖7B是示出了在圖6A和圖6B之後的步驟的截面圖。圖8A和圖8B是示出了在圖7A和圖7B之後的步驟的截面圖。圖9A和圖9B是示出了在圖8A和圖8B之後的步驟的截面圖。圖10是用於描述凸起(projection)的側壁的覆蓋率(cover)的示意圖。圖IlA和圖IlB是示出了在圖9A和圖9B之後的步驟的截面圖。圖12是示出了在圖IlA和圖IlB之後的步驟的截面圖。圖13A、圖13B和圖13C是示出了在圖12之後的步驟的截面圖。圖14是圖IlA中所示的含矽顆粒的照片。圖15是圖IlB中所示的最外層的頂面上的凹凸的照片。圖16是用於描述圖4中所示的光學功能膜在發光時的功能的截面圖。圖17是用於描述圖4中所示的光學功能膜在非發光時的功能的截面圖。圖18是用於描述現有技術中的保護膜在發光時的功能的截面圖。
圖19是用於描述現有技術中的保護膜在非發光時的功能的截面圖。圖20是示出了根據本發明第二實施方式的顯示器的顯示區域的構造的截面圖。圖21是圖20中所示的光學功能膜的放大截面圖。圖22A和圖22B是以步驟順序示出了製造圖20中所示的顯示器的方法的截面圖。圖23A和圖23B是示出了在圖22A和圖22B之後的步驟的截面圖。圖24A和圖24B是示出了在圖23A和圖23B之後的步驟的截面圖。圖25是示出了包含根據上述任一實施方式的顯示器的模塊的示意性構造的平面圖。圖26是根據上述任一實施方式的顯示器的應用例1的外部透視圖。 圖27A和圖27B分別是關於前側和後側的應用例2的外部透視圖。圖28是應用例3的外部透視圖。圖29是應用例4的外部透視圖。圖30A至圖30G示出了應用例5，其中，圖30A和圖30B分別是應用例5在打開狀態下的主視圖和側視圖，圖30C、圖30D、圖30E、圖30F和圖30G分別是應用例5在閉合狀態下的主視圖、左視圖、右視圖、俯視圖和仰視圖。圖31是示出了包括根據上述任一實施方式的光學功能膜的太陽能電池的示意性構造的截面圖。
具體實施例方式下文將參考附圖詳細地描述本發明的優選實施方式。將以下列順序給出描述。1.第一實施方式(在有機發光元件的表面上配置光學功能膜的實例)2.第二實施方式(在密封面板上配置光學功能膜的實例)3.應用例(顯示器的應用例和光學功能膜的應用例)第一實施方式圖1示出了根據本發明第一實施方式的顯示器的構造。該顯示器被用作有機EL 電視等，並且在該顯示器中，例如，多個有機發光元件10R、IOG和IOB (將在下文中描述)在基板11上以矩陣形式配置為顯示區域110。作為驅動器(用於畫面顯示)的信號線驅動電路120和掃描線驅動電路130被配置在顯示區域110的周圍。像素驅動電路140配置在顯示區域110中。圖2示出了像素驅動電路140的實例。像素驅動電路140是形成在第一電極13 (下文將描述)下方的有源驅動電路，這在下面將會描述。換而言之，像素驅動電路140包括驅動電晶體Trl、寫入電晶體Tr2、驅動電晶體Trl與寫入電晶體Tr2之間的電容器(保持電容器)以及在第一電源線(Vcc)與第二電源線(GND)之間串聯連接至驅動電晶體Trl的有機發光元件10R(或IOG或10B)。驅動電晶體Trl和寫入電晶體Tr2均由一般的薄膜電晶體(TFT)構成，TFT例如可以具有倒置交錯型構造(所謂的底柵型)或交錯型構造(頂柵型)，並且TFT的構造沒有特別限制。在像素驅動電路140中，多個信號線120A以列配置，多個掃描線130A以行配置。 每個信號線120A和每個掃描線130A的交叉點對應於有機發光元件10RU0G和IOB中的一個(子像素，subpixel)。每個信號線120A均連接至信號線驅動電路120，圖像信號從信號線驅動電路120通過信號線120A被提供給寫入電晶體Tr2的源電極。每個掃描線130A均連接至掃描線驅動電路130，掃描信號從掃描線驅動電路130通過掃描線130A而被提供給寫入電晶體Tr2的柵電極。圖3示出了圖1中所示的顯示器的顯示區域110的截面構造。顯示器在顯示面板 10的光引出側包括光學功能膜20。密封面板30通過粘合劑層40而粘結至顯示面板10和光學 功能膜20的整個表面。顯示面板10是通過在由玻璃、矽(Si)片、樹脂等製成的基板11上順序地以矩陣整體形成發射紅光的有機發光元件10R、發射綠光的有機發光元件IOG和發射藍光的有機發光元件IOB來構造的。應當注意，有機發光元件10R、IOG和IOB均具有矩形平面形狀，並且相鄰的有機發光元件10RU0G和IOB的組合構成一個像素。有機發光元件10RU0G和IOB均具有以下構造，其中，從基板11側順序地層壓作為陽極的第一電極13、絕緣膜14、包括以下將描述的發光層的有機層15以及作為陰極的第二電極16，同時在其間具有上述像素驅動電路140和平面化層12。第一電極13分別形成為使得對應於有機發光元件10RU0G和10B，並且通過絕緣膜14而彼此電隔離。此外，第一電極13具有作為反射從發光層發射的光的反射電極的功能，並期望第一電極13具有儘可能高的反射率以增強發光效率。例如，第一電極13均具有兩端點值的IOOnm至IOOOnm的厚度，更具體地，為大約50nm的厚度，並且其由鋁(Al)或包含鋁(Al)的合金、或者銀(Ag)或包含銀(Ag)的合金製成。此外，第一電極13可以由單質或諸如鉻(Cr)、鈦(Ti)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鉬(Mo)、銅(Cu)、鉭(Ta)、鎢(W)、鉬(Pt) 或金(Au)的任何其他金屬元素的合金製成。絕緣膜14被設置為用於確保第一電極13與第二電極16之間的絕緣，並被設置為精確地具有發光區域的理想形狀，例如，其由諸如感光丙烯酸樹脂、聚醯亞胺或聚苯並惡唑的有機材料或者諸如二氧化矽(SiO2)的無機絕緣材料製成。絕緣膜14具有對應於第一電極3的發光區域的開口。應當注意，有機層15和第二電極16不但可以連續地配置在發光區域上而且還可以配置在絕緣膜14上，但只從絕緣膜14的開口發射光。有機層15例如具有從第一電極13側順次地層壓空穴注入層、空穴傳輸層、發光層和電子傳輸層的構造，但根據需要可以配置除發光層以外的這些層的任一層。此外，有機層 15根據從有機發光元件10RU0G和IOB發射的光的顏色而可以具有不同的構造。空穴注入層被設置為用於提高空穴注入效率，並且作為用於防止洩漏的緩衝層。空穴傳輸層被設置為用於提高至發光層的空穴傳輸效率。發光層響應於電場的施加而通過電子和空穴的再結合來發射光。電子傳輸層被設置為用於提高至發光層的電子傳輸效率。另外，由LiF、Li20 等製成的電子注入層(未註明)可以配置在電子傳輸層和第二電極16之間。有機發光元件IOR的空穴注入層的材料的實例包括4，4' 4〃 -三(3_甲基苯苯胺)三苯胺(m-MTDATA)和4，4 『 4 〃 -三(2-萘基苯胺)三苯胺(2-TNATA)。有機發光元件 IOR的空穴傳輸層的材料的實例包括二 [(N-萘基)-N_苯基]對二氨基聯苯(a -NPD)。有機發光元件IOR的發光層的材料的實例包括混合有40%體積百分比的2，6_ 二 [4-[Ν-(4-甲氧苯基)-Ν_苯基]氨基苯乙烯]萘-1，5-二氰(BSN-BCN)的8_喹啉醇鋁複合物(Alq3)。 有機發光元件IOR的電子傳輸層的材料的實例包括Alq3。有機發光元件IOG的空穴注入層的材料的實例包括m-MTDATA和2-TNATA。有機發光元件IOG的空穴傳輸層的材料的實例包括α -NPD0有機發光元件IOG的發光層的材料的實例包括混合有3%體積百分比的香豆素6的Alq3。有機發光元件IOG的電子傳輸層的材料的實例包括Alq3。有機發光元件IOB的空穴注入層的材料的實例包括m-MTDATA和2-TNATA。有機發光元件IOB的空穴傳輸層的材料的實例包括α -NPD0有機發光元件IOB的發光層的材料的實例包括螺環6Φ。有機發光元件IOB的電子傳輸層的材料的實例包括Alq3。第二電極16例如具有包括兩端點值的5nm至50nm的厚度，並且其由單質或諸如鋁(Al)、鎂(Mg)、鈣(Ca)或鈉(Na)的金屬元素的合金製成。特別地，第二電極16優選地由鎂銀的合金(MgAg合金)或鋁鋰的合金(AlLi合金)製成。此外，第二電極16可以由 ITO (氧化銦錫)或IZO (氧化銦鋅)製成。光學功能膜20在其最外表面上具有凹凸21，並具有作為散射膜的功能，該散射膜散射從有機發光元件10RU0G和IOB發射的光或從密封面板30進入的外部光。此外，光學功能膜20由諸如氮化矽(SiN)、二氧化矽(SiO2)或氮氧化矽(SiON)的含矽絕緣材料製成，而且具有作為保護膜(保護有機發光元件10RU0G和10B)的功能。光學功能膜20配置在遍及整個顯示區域110的有機發光元件10RU0G和IOB的表面上，並包括例如幾百nm 至IOOOOnm的厚度。圖4和圖5示出了圖3中所示的光學功能膜20的一部分的放大截面圖和放大平面圖。該光學功能膜20例如具有三層構造，該三層構造從顯示面板10側順次地包括由高密度氮化矽製成的下部層22、由低密度氮化矽製成的中間層23和由高密度氮化矽製成的最外層24。本文中，「高密度」意指高於中間層23的膜密度的膜密度，「低密度」意指低於最外層24或下部層22的膜密度的膜密度。此外，例如，高密度最外層24或高密度下部層22 與低密度中間層23之間的膜密度差優選地為0. 4X IO22 (原子數/cm3)以上。例如，高密度最外層24的膜密度和高密度下部層22的膜密度優選地為 6. 2 X IO22 (原子數/cm3)，由於較高的膜密度使溼度滲透係數進一步減小，因此提高了密封特性(鈍化特性)。更具體地，在最外層24和下部層22的膜密度為6. 2 X IO22 (原子數/ cm3)以上的情況下，溼度滲透係數減小到小於8.0ΧΙΟ—4(g mm/m2·^。應當注意，最外層 24的膜密度和下部層22的膜密度沒有必要彼此相等。另一方面，例如，低密度中間層23的膜密度為5.8X 1022 (原子數/cm3)以下。在這種情況下，中間層23的溼度滲透係數為8. OX 10_4(g · mm/m2 · d)以上。下部層22與中間層23的底面相接觸，並且直接配置在第二電極16上，以通過用下部層22直接覆蓋有機發光元件10R、IOG和IOB來保護有機發光元件10R、IOG和10B。如上所述，下部層22由具有高密封特性的高密度氮化矽製成。下部層22例如具有大約IOOOnm 的厚度。如上所述，中間層23由低密度氮化矽製成。因此，在後文將描述的製造步驟中，能夠增大顯示面板10的表面上的凸起的側壁的覆蓋率，並且可防止發生諸如暗斑的缺陷。中間層23例如具有幾百nm至幾千nm的厚度。最外層24的底面與中間層23的頂面相接觸，如上所述，最外層24由高密度氮化矽製成。因此，在後文將描述的製造步驟中，可以防止雜質粘合至最外層的頂面，並且能夠改善膜質量。例如，最外層24具有大約IOOOnm的厚度。中間層23在其中或其頂面上具有含矽顆粒25。最外層24在其頂面上具有凹凸21。因此，在光學功能膜20中，可以防止由於粘合破壞而導致的剝離或由於水分擴散而導致的惡化，並且可以防止取決於顯示器的視角的亮度下降和色變化。凹凸21是由在最外層M的頂面上(S卩，光學功能膜20的最外表面)形成的半球狀或基本的半球曲面構成的細小凹凸，並且如上所述，凹凸21在光學功能膜20中用作散射體。每個凹凸21的寬度(直徑) 例如大約在0. 5μπι至5μπι的範圍內。這種凹凸21是通過在後文將描述的製造步驟中從作為核的含矽顆粒25生長最外層M來形成的，並直接位於含矽顆粒25的上方。應當注意，圖中的虛線僅表示含矽顆粒25和凹凸21的位置對應關係，並不表示形成由虛線所標示的晶界或柱狀顆粒。含矽顆粒25是在後文將描述的製造步驟中通過等離子CVD(化學氣相沉積)方法形成中間層23時所生產的矽類顆粒。含矽顆粒25包括作為主要成分的矽(Si)、以及氮 (N)、碳(C)、氧(0)等。每個含矽顆粒25的尺寸(直徑)W25例如大約為0. 2 μ m。中間層23例如包括兩層，即，從顯示面板10側順次地為第一中間層23A和第二中間層23B。中間層23中的含矽顆粒25位於第一中間層23A與第二中間層2 之間的邊界面上。中間層23的頂面上的含矽顆粒25位於第二中間層23B的頂面上。應當注意，中間層23可以具有三層以上的層壓構造。圖3中所示的密封面板30配置在光引出側，即，顯示面板10的第二電極16側，並且其在透明密封基板31的表面上包括濾色片32和作為黑色矩陣的遮光膜33。密封基板31例如由玻璃、耐熱樹脂製成的樹脂基板或樹脂膜、或者熔融石英構成。濾色片32和遮光膜33引出從有機發光元件10RU0G和IOB發射的光，並吸收從有機發光元件10RU0G和IOB以及其間的配線所反射的外部光，從而提高對比度。濾色片32包括分別對應於有機發光元件10R、IOG和IOB而順次配置的紅色濾色片32R、綠色濾色片32G和藍色濾色片32B。紅色濾色片32R、綠色濾色片32G和藍色濾色片 32B例如均具有矩形形狀並且無間隔(without space)地形成。紅色濾色片32R、綠色濾色片32G和藍色濾色片32B由混合相應顏色的色素的樹脂製成，並通過選擇色素來調整，以使在目標紅色、綠色和藍色波長範圍內的透光率較高，而在其他波長範圍內的透光率較低。遮光膜33沿著紅色濾色片32R、綠色濾色片32G和藍色濾色片32B邊界的配置。 遮光膜例如由混合光學密度為1以上的黑色著色劑的黑色樹脂膜或利用薄膜幹涉的薄膜濾光片構成。具體地，由於遮光膜33易於低成本形成，因此遮光膜33優選地由黑色樹脂膜形成。薄膜濾光片例如是通過層壓一個以上的薄膜(由金屬、金屬氮化物或金屬氧化物製成)形成的，並且其利用薄膜幹涉來削弱光。更具體地，作為薄膜濾光片，使用了通過交替地層壓鉻和三氧化二鉻(III) (Cr2O3)形成的薄膜濾光片。應當注意，設置遮光膜不是必要的。圖3中所示的粘合劑層40由熱固樹脂、紫外線固化樹脂等製成。上述光學功能膜 20由於最外表面上的凹凸21而處於模糊(毛玻璃)狀態，但當凹凸21間的間隙充滿粘合劑層40的樹脂時，光學功能膜20變得透明。光學功能膜20的下部層22、中間層23(第一中間層23A和第二中間層23B)和最外層24的折射率nl、n2和n3例如均大約在1. 60至 1. 95的範圍內。另一方面，粘合劑層40的折射率n4例如為1. 57以下。例如，通過下面的步驟能夠製造顯示器。
形成顯示面板10的步驟首先，如圖6A所示，在由上述材料製成的基板11上形成像素驅動電路140。接下來，如圖6B所示，通過例如旋塗方法而在基板11的整個表面上形成例如由感光性聚亞醯胺製成的平面化層12，然後通過曝光和顯影將該平面化層圖案化為預定的形狀，以形成連接孔12A，然後燒制(fired)平面化層12。然後，如圖7A所示，通過例如濺射方法而在平面化層12上形成具有上述厚度並例如由上述材料製成的第一電極13，然後通過光刻技術和蝕刻將第一電極13圖案化為預定的形狀。因此，在平面化層12上形成多個第一電極13。此後，如圖7B所示，使基板11的整個表面塗有感光性樹脂，並通過曝光和顯影而在感光性樹脂中形成開口，然後燒制感光性樹脂以形成絕緣膜14。接下來，如圖8A所示，通過例如真空沉積方法來順序地形成有機發光元件IOR的由上述材料製成的空穴注入層、空穴傳輸層、發光層和電子傳輸層，以形成有機發光元件 IOR的有機層15。此後，仍如圖8A所示，如在有機發光元件IOR的有機層15的情況那樣，形成有機發光元件IOG的由上述材料製成的空穴注入層、空穴傳輸層、發光層和電子傳輸層， 以形成有機發光元件IOG的有機層15。接著，仍如圖8A所示，如在有機發光元件IOR的有機層15的情況中那樣，形成有機發光元件IOB的由上述材料製成的空穴注入層、空穴傳輸層、發光層和電子傳輸層，以形成有機發光元件IOB的有機層15。在形成有機發光元件10RU0G和IOB的有機層15之後，如圖8B所示，通過例如蒸發方法而在基板11的整個表面上形成具有上述厚度且由上述材料製成的第二電極16。因此，形成圖3中所示的有機發光元件10RU0G和10B。在顯示面板10的光引出側形成光學功能膜20的步驟如圖9A所示，在形成顯示面板10之後，通過例如等離子CVD方法，而在顯示面板 10的有機發光元件10RU0G和IOB的表面上形成厚度約IOOOnm的例如由高密度氮化矽製成的下部層22。下文將描述下部層22、中間層23和最外層M的膜密度的控制。通過CVD方法的膜形成條件來控制形成下部層22、中間層23和最外層M的氮化矽的膜密度。更具體地，利用CVD方法的膜形成通過膜形成表面中的表面反應和膜形成氣氛中的氣相反應來進行。此時，例如，當增大材料氣體的流量(flow rate)來提高氣相反應時，則膜形成速率加速，而膜密度下降。另一方面，減小材料氣體的流量來提高表面反應時，則膜形成速率降低，而膜密度增大。在下部層22、中間層23和最外層M由氮化矽製成的情況下，作為材料氣體，例如， 使用了氨氣(NH3)和矽烷(SiH4)氣體。因此，當調節氨氣和矽烷氣體的總流量時，可以控制下部層22、中間層23和最外層M的膜密度。因此，由高密度氮化矽製成的下部層22和最外層M通過具有相對低的膜形成速率(主要發生表面反應)的CVD方法形成。另一方面，由低密度氮化矽製成的中間層23通過具有較高的膜形成速率(高於在下部層22和最外層M的情況下主要發生氣相反應的膜形成速率)的CVD方法形成。CVD膜形成中的氣相反應和表面反應不僅可由材料氣體的上述流量來控制，還可以例如由基板溫度或膜形成氣氛中的氣體壓力來控制。例如，當基板溫度降低為在包括兩端點值的室溫至150°C範圍內的低溫下形成膜時，或者當膜形成氣氛中的氣體壓力增大時， 則氣相反應提高，並且膜形成速率加快，膜密度減小。此外，在利用這種CVD方法的膜形成中，凸起的側壁的覆蓋率根據膜形成條件而不同。更具體地，主要通過氣相反應所形成的低密度膜具有較高的凸起的側壁的覆蓋率。如上所述，當低密度中間層23的膜密度為5. 8X Kf2 (原子數/cm3)以下時，如圖10所示，凸起50的側壁的覆蓋率(頂面膜厚度th/側壁膜厚度tV) th/tv被使得為th/tv >2/3。另一方面，當最外層M和下部層22的膜密度為6. 2 X IO22 (原子數/cm3)以上時，凸起50的側壁的覆蓋率為th/tv < 2/3。如圖10所示，本文中的凸起50的側壁的覆蓋率為具有圓錐角θ = 90°且高度h = Iym的凸起50的覆蓋率。另外，在前述的CVD膜形成中，在以主要發生氣相反應的高膜形成速率下完成膜形成的情況下，尺寸為50nm至300nm的雜質容易粘附在膜表面上。因此，光學功能膜20的最外表面由高密度氮化矽的最外層在主要發生表面反應的相對低的膜形成速率下形成)構成。在形成下部層22之後，如圖9B所示，通過例如等離子CVD方法來形成例如由氮化矽製成的第一中間層23A。此時，例如，當增大作為材料氣體的氨氣和矽烷氣體的總流量、並且在包括兩端點值的室溫至150°C範圍內的低溫下進行膜形成時，氣相反應提高，以使膜形成速率加快，從而使第一中間層23A由低密度氮化矽形成。在形成第一中間層23A之後，停止等離子的產生，然後重新啟動。因此，在第一中間層23A的頂面上形成含矽顆粒25。如下考慮了這種含矽顆粒25的形成原理。當在作為材料氣體的氨氣和矽烷氣體的總流量較高的狀態下(特別地，當在矽烷氣體流量過大的狀態下)執行膜形成時，在氣相中形成了大量未反應的矽基納米顆粒。此外，當在包括兩端點值的室溫至150°C範圍內的低溫下(更優選地，在低於100°C以下的低溫下)進行膜形成時，防止了矽基的熱分解。此外，利用窄隙等離子形成了矽烷氣體過量的體積區域。因此，迅速地形成了矽基納米顆粒， 並且在一定程度上保持了矽基納米顆粒的形狀。此後，當停止等離子放電而使電位斷開時，則喪失電位和重力之間的平衡，並且矽基納米顆粒由於重力而下降，從而使矽基類粘附至第一中間層23A的頂面。接下來，重新啟動等離子的產生，並且執行諸如N2的惰性氣體的等離子處理以使粘附穩定。因此，在第一中間層23A的頂面上沉積的矽基類濃縮或結合，從而形成具有減小了的表面電位的含矽顆粒25。在形成含矽顆粒25之後，如圖IlA所示，通過例如等離子CVD方法形成例如由氮化矽製成的第二中間層23B。此時，如在第一中間層23A的情況中那樣，例如，當氨氣和矽烷氣體的總流量增大並且在包括兩端點值的室溫至150°C範圍內的低溫下進行膜形成時，氣相反應提高以加快膜形成速率，從而使第二中間層23B由低密度氮化矽製成。在形成第二中間層2 之後，停止等離子的產生，然後重新啟動。因此，如在第一中間層23A的情況中那樣，在第二中間層2 的頂面上形成含矽顆粒25。因此，形成了在其中(第一中間層23A和第二中間層2 之間的邊界面上)和其頂面(在第二中間層23B的頂面上)包括含矽顆粒25的中間層23。在形成中間層23之後，如圖IlB所示，通過例如等離子CVD方法來形成例如由高密度氮化矽製成的最外層對。最外層M是通過從作為核的含矽顆粒25生長以在其頂面上形成凹凸21而形成。因此，如圖12所示，形成在最外表面上具有凹凸21的光學功能膜 20。形成密封面板30的步驟此外，形成密封面板30。首先，如圖13A所示，在由上述材料製成的密封基板31 上形成由上述材料製成的遮光膜33，並且將遮光膜33圖案化為預定的形狀。接下來，如圖 13B所示，通過旋塗等而將紅色濾光片32R的材料應用至密封基板31，通過光刻技術將該材料圖案化，並進行燒制以形成紅色濾光片32R。在圖案化的同時，紅色濾光片32R的邊緣部分可以置於遮光膜33的上方。然後，如圖13C所示，如在紅色濾光片32R的情況中那樣，順次地形成藍色濾光片32B和綠色濾光片32G。因此，在密封基板31的表面上形成包括濾色片32和遮光膜33的密封面板30。粘結顯示面板10和密封面板30的步驟在形成顯示面板10、光學功能膜20和密封面板30之後，配置密封面板30，以使其面向顯示面板10的有機發光元件10RU0G和10B，並通過粘合劑層40將密封面板30粘結至顯示面板10的整個表面。因此，完成了在圖1至圖3中所示的顯示器。此外，當在通過上述製造方法在玻璃板上實際形成由氮化矽製成的光學功能膜20 時，在形成中間層23之後檢查其頂面的狀態，如圖14所示，可以確認，形成了大量的含矽顆粒25。接著，當在形成最外層M之後檢查其頂面的狀態時，如圖15所示，可以確認形成了大量的凹凸21。換言之，可以確認，通過根據本實施方式的製造方法，使得含矽顆粒25形成在中間層23中或中間層23的頂面上，並且使凹凸21形成在最外層M的頂面上。在該顯示器中，掃描信號從掃描線驅動電路130通過寫入電晶體Tr2的柵電極而提供給每個像素，而從信號線驅動電路120通過寫入電晶體Tr2提供的圖像信號保留在保持電容器(retention capacitor) Cs中。換而言之，響應於保留在保持電容器Cs中的信號來執行驅動電晶體Trl的導通/截止控制，從而將驅動電流Id注入有機發光元件10RU0G 和IOB的每一個中，以通過空穴和電子的再結合來發射光。光通過第二電極16、光學功能膜 20、粘合劑層40、濾色片32和密封基板31以被引出。在這種情況下，在其最外表面上具有凹凸21的光學功能膜20被配置在顯示面板 10的光引出側；因此，如圖16所示，從有機發光元件10RU0G和IOB發出的光hi進入最外層M的頂面，並被凹凸21散射。因此，緩和了有機發光元件10RU0G和IOB中產生的EL 發光的高指向性，從而防止取決於視角的亮度下降和色變化。此外，在本實施方式中，當有機發光元件10RU0G和IOB不發光時，如圖17所示， 在外部光h2從有機發光元件10RU0G和IOB的第一電極13或第二電極16進行反射的情況下，反射光進入最外層M的頂面，從而被凹凸21散射。此外，在外部光h2直接進入最外層M的頂面的情況下，外部光h2被凹凸21散射。因此，防止了第一電極13或第二電極16 的圖案在密封基板31上被反射，以引起畫面不均衡。另一方面，在現有技術中，當有機發光元件10RU0G和IOB發光時，如圖18所示， 由於在保護膜17的最外表面上沒有配置凹凸，通過在有機發光元件10RU0G和IOB中產生的EL發光的高指向性，則從正面觀看的亮度增加，但另一方面，發光亮度取決於視角而下降，從而引起色變化。
此外，在現有技術中，當有機發光元件10RU0G和IOB不發光時，如圖19所示，外部光h2從有機發光元件10RU0G和IOB的第一電極13或第二電極16進行反射，以在密封基板31上形成映像10RAU0GA和10BA，從而引起畫面不均衡。通過具有折射成分的絕緣膜14而進入第一電極13(由具有高反射率的金屬製成) 的表面的光在絕緣膜14中引起多重幹涉，並在密封基板31上產生具有源於折射成分的幹涉圖樣的反射光，從而引起對顯示器的破壞。在現有技術中，為了減少幹涉圖案的影響，改變在絕緣膜14的構造約束下的像素孔徑比。當像素孔徑比減小時，需要提高用於獲得所需亮度的輸出，從而引起諸如發光壽命降低的問題。然而，在本實施方式中，如上所述，外部光h2或其反射光被最外層M的頂面上的凹凸21散射；因此，防止了具有幹涉圖樣的反射光，並且不需要在密封基板31上設置絕緣膜14的構造的約束來作為抗顯示器破壞的措施。因此，在根據本實施方式的光學功能膜20中，由於在最外層M的頂面上設置有凹凸21，凹凸21被使得具有諸如散射的光學性能，並且與現有技術不同，不需單獨粘結添加散射體的粘結劑，並消除了粘結劑的水分擴散；因此，可以防止由於粘合破壞而導致的剝離或由於水分擴散而導致的惡化。當利用光學功能膜20來構造顯示器時，可以防止取決於視角的亮度下降或色變化，可以獲得高質量的顯示器。在製造根據本發明實施方式的光學功能膜20的方法中，或在製造根據本實施方式的顯示器的方法中，在中間層23的形成期間或之後，停止等離子的產生，然後重新啟動； 因此，在中間層23中或者在中間層23的頂面上形成含矽顆粒25，並且利用作為核的含矽材料25以在最外層M的頂面上形成凹凸21來形成最外層M。因此，能夠使凹凸21形成為具有高可控性，並且能夠容易地製造根據本實施方式的光學功能膜20或顯示器。此外，通過使用等離子CVD作為製造步驟而能夠形成含矽顆粒25和凹凸21 ；因此，能夠在形成保護膜的同時形成光學功能膜20。第二實施方式圖20示出了在根據本發明第二實施方式的顯示器中的顯示區域110的截面構造。 該顯示器具有與第一實施方式的構造相同的構造，只是光學功能膜20配置在密封面板30 的粘合劑層40側。因此，在下面的描述中，相同的部件由與第一實施方式相同的標號來表示。如第一實施方式的情況中那樣，顯示面板10在基板11上包括有機發光元件10R、 IOG和10B。如果需要，有機發光元件10RU0G和IOB覆蓋有由氮化矽或氧化矽製成的保護膜17。除了光學功能膜20配置在密封面板30的濾色片32和遮光膜33上以外，光學功能膜20具有與第一實施方式的構造相同的構造。換而言之，如圖21所示，光學功能膜20 例如具有三層構造，其中，從密封面板30側順次地層壓由高密度氮化矽製成的下部層22、 由低密度氮化矽製成的中間層23和由高密度氮化矽製成的最外層M。中間層23在其中或其頂面上包含含矽顆粒25。最外層M在其頂面上具有凹凸 21。因此，在光學功能膜20中，如第一實施方式中那樣，可以防止由於粘結破壞而導致的剝離或由於水分擴散而導致的惡化，並且能夠減小取決於顯示器的視角的亮度下降。密封面板30和粘合劑層40具有與第一實施方式中的構造相同的構造。
例如，能夠通過下面的步驟來製造顯示器。應當注意，將參考圖6A和圖6B至圖 13A、圖1 和圖13C來描述與第一實施方式中的步驟相重疊的步驟。首先，如在第一實施方式中的情況那樣，密封面板30由圖13A、圖1 和圖13C中所示的步驟形成。接下來，如圖22A所示，通過例如等離子CVD方法而在密封面板30的濾色片32和遮光膜33上形成厚度約IOOOnm的由例如高密度氮化矽製成的下部層22。然後，如圖22B所示，通過例如等離子CVD方法來形成由例如氮化矽製成的第一中間層23A。此時，增大作為材料氣體的氨氣和矽烷氣體的總流量，並且在包括兩端點值內的室溫至150°C範圍內的低溫下進行膜形成；因此，氣相反應提高，膜形成速率加快，從而使第一中間層23A由低密度氮化矽形成。在形成第一中間層23A之後，停止等離子的產生，然後重新啟動。因此，在第一中間層23A的頂面上形成含矽顆粒25。在形成含矽顆粒25之後，如圖23A所示，通過例如等離子CVD方法形成由例如氮化矽製成的第二中間層23B。此時，如第一中間層23A的情況中那樣，例如，增加作為材料氣體的氨氣和矽烷氣體的總流量，並且在包括兩端點值的室溫至150°C範圍內的低溫下進行膜形成；因此，氣相反應提高，以加快膜形成速率，從而使第二中間層23B由低密度氮化矽形成。在形成第二中間層2 之後，停止等離子的產生，然後重新啟動。因此，如第一中間層23A的情況中那樣，在第二中間層2 的表面上形成含矽顆粒25。因此，形成了在其中 (第一中間層23A和第二中間層2 之間的邊界面上)或其頂面(第二中間層的頂面)上包括含矽顆粒25的中間層23。在形成中間層23之後，如圖2 所示，通過例如等離子CVD方法而形成由例如高密度含矽製成的最外層對。最外層M通過從作為核的含矽材料25生長以在其頂面上形成凹凸21而形成的。因此，如圖24A所示，形成了在最外表面上具有凹凸21的光學功能膜 20。形成顯示面板10的步驟此外，如第一實施方式中所示的，通過圖6A和圖6B至圖8A和8B所示的步驟，來形成在基板11上包括有機發光元件10RU0G和IOB的顯示面板10。此後，如圖24B所示， 通過例如CVD方法而在有機發光元件10RU0G和IOB的表面上形成由上述材料製成的保護膜17。粘結顯示面板10和密封面板30的步驟在形成顯示面板10、光學功能膜20和密封面板30之後，將密封面板30配置為面向顯示面板10的有機發光元件10RU0G和10B，並通過粘合劑層40將密封面板粘結至顯示面板10的整個表面。因此，完成了圖20中所示的顯示器。該顯示器的功能和效果與第一實施方式中的顯示器的功能和效果相同。顯示器的模塊和應用例下文將描述在上述任一實施方式中所描述的顯示器的應用例。根據上述任一實施方式的顯示器適於任一領域中用於顯示從外部提供的圖像信號或內部產生的圖像信號以作為影像或圖像的電子設備(諸如電視、數位相機、筆記本個人電腦、比如可攜式電話的可攜式終端裝置以及攝像機)的顯示器。顯示器的模塊根據上述任一實施方式的顯示器作為圖25中所示的模塊被結合在諸如應用例1 至5的各種電子設備中。在該模塊中，例如，從密封面板30和粘合劑層40暴露的區域210 被配置在基板11的一側，外部接線端子(未標出)通過延長信號線驅動電路120和掃描線驅動電路130的配線而形成在暴露區域210中。在外部接線端子中，可以配置用於信號輸入/輸出的柔性印刷電路(FPC) 220。顯示器的應用例1圖沈示出了應用根據上述任一實施方式的顯示器的電視機的外觀。該電視機例如具有包括前面板310和濾色玻璃320的畫面顯示屏部300，並且畫面顯示屏部300由根據上述任一實施方式的顯示器構成。顯示器的應用例2圖27示出了應用根據上述任一實施方式的顯示器的數位相機的外觀。該數位相機例如具有作為閃光燈的發光部410、顯示部420、菜單開關430和快門按鈕440，並且顯示部420由根據上述任一實施方式的顯示器構成。顯示器的應用例3圖觀示出了根據上述任一實施方式的顯示器的筆記本個人電腦的外觀。該筆記本個人電腦例如具有主體510、用於輸入字符等的操作的鍵盤520、用於顯示圖像的顯示部 530，並且該顯示部530由根據上述任一實施方式的顯示器構成。顯示器的應用例4圖四示出了應用根據上述任一實施方式的顯示器的攝像機的外觀。該攝像機例如具有主體610、配置在主體610的前面上用於拍攝對象物的透鏡620、拍攝開始/停止開關630以及顯示部640，並且，顯示部，640由根據上述任一實施方式的顯示器構成。顯示器的應用例5圖30示出了應用根據上述任一實施方式的顯示器的可攜式電話的外觀。該可攜式電話通過利用連接部(鉸鏈部)730將例如上側殼體710和下側殼體720彼此相連接來形成，並且該可攜式電話具有顯示器740、副顯示器750、畫面燈(picture light) 760和照相機770。顯示器740或副顯示器750由根據上述任一實施方式的顯示器構成。光學功能膜的應用例根據上述任一實施方式的光學功能膜20適用於各種電子設備，諸如太陽能電池中的光限制膜或液晶顯示器中的抗反射(AR)膜，並且含矽顆粒25例如適用於量子點太陽能電池的微粒核的形成。光學功能膜的應用例1圖31示出了應用根據上述任一實施方式的光學功能膜20的染料敏化太陽能電池的構造。在染料敏化太陽能電池中，透明基板810和基板820面向彼此而配置，並且所有的組件均容納且密封在殼體830中。透明基板810為光入射側的基板，由ITO(氧化銦錫)等製成的透明電極811和金屬氧化物半導體層(半導體電極)821配置在透明基板810的內表面。金屬氧化物半導體層812是通過在透明電極811上燒結金屬氧化物半導體微粒形成的，並且其支持敏化染料(未標出)。基板820包括電極821和相對電極822。電極821由玻璃、透明導電玻璃、金屬、聚合膜等構成。相對電極822包括諸如鉬和粘結聚合體的碳。金屬氧化物半導體層812和相對電極822以其間的預定間隔而彼此面對地配置，並且電解液層840配置在間隔中。透明電極811和相對電極822通過導線彼此相連接，以通過電錶851來構成電流迴路850。根據上述任一實施方式的光學功能膜20配置在透明基板810的外部光入射表面上。因此，在染料敏化太陽能電池中，當光進入光學功能膜20時，通過凹凸21而阻止了反射光，以有效地限制了染料敏化太陽能電池中的光。儘管參考該實施方式描述了本發明，但本發明不限於此，而可以作出各種修改。例如，在上述實施方式中，描述了在密封面板30中形成濾色片32的CF —體型。然而，本發明適用於不包括濾色片32的CF小構造(CF-less configuration)。此外，例如，每一層的材料和厚度、形成每一層的方法和條件不限於上述實施方式中所描述的那些材料、形成每層方法和條件，每一層可以在任何其他條件下通過任何其他方法而以任何其他厚度由任何其他材料製成。此外，在上述實施方式中，具體描述了有機發光元件10RU0B和IOG的構造；然而， 不需包括所有的層，或進一步包括任何其他層。本申請包含於2010年3月M日在日本專利局提交的日本優先專利申請JP 2010-068123所涉及的主題，其全部內容結合於此作為參考。本領域技術人員應當理解的是，根據設計要求和其他因素，可以做出各種修改、組合、子組合和變化，只要它們在所附權利要求或其等價物的範圍內。
權利要求
1.一種光學功能膜，包括中間層，由包含矽的絕緣材料製成，並且在其中或其頂面上具有含矽顆粒；和最外層，由與所述中間層的材料相同的材料製成，但具有高於所述中間層的密度的密度，並且其包括與所述中間層的頂面相接觸的底面以及具有凹凸的頂面。
2.根據權利要求1所述的光學功能膜，其中， 所述絕緣材料為氮化矽。
3.根據權利要求2所述的光學功能膜，其中， 所述中間層包括多個層，以及所述中間層中的所述含矽顆粒置於所述多個層之間的邊界面上。
4.根據權利要求3所述的光學功能膜，還包括下部層，被配置為與所述中間層的底面相接觸，所述下部層由與所述中間層的材料相同的材料製成，但具有高於所述中間層的密度的密度。
5.根據權利要求4所述的光學功能膜，其中，所述光學功能膜用作散射膜，其中，所述最外層的所述凹凸使進入所述最外層的所述頂面的入射光散射。
6.一種製造光學功能膜的方法，包括以下步驟通過等離子CVD方法形成由包含矽的絕緣材料製成的中間層；和通過等離子CVD方法形成最外層，所述最外層被配置為與所述中間層的頂面相接觸， 並且其由與所述中間層的材料相同的材料製成，但具有高於所述中間層的密度的密度，其中，在形成所述中間層的步驟中，在形成所述中間層的期間或之後，停止等離子的產生，然後重新啟動，以在所述中間層中或所述中間層的頂面上形成含矽顆粒，以及所述最外層是通過使用所述含矽顆粒作為核以在其頂面上形成凹凸所形成的。
7.根據權利要求6所述的製造光學功能膜的方法，其中，所述中間層是在包括兩端點值的室溫至150°C範圍內的溫度下形成的。
8.一種顯示器，包括顯示面板，在基板上包括有機發光元件；以及光學功能膜，配置在所述顯示面板的光引出側， 其中，所述光學功能膜包括中間層，由包含矽的絕緣材料製成，並在其中或其頂面上具有含矽顆粒；和最外層，由與所述中間層的材料相同的材料製成，但具有高於所述中間層的密度的密度，並且其包含與所述中間層的頂面相接觸的底面和具有凹凸的頂面。
9.根據權利要求8所述的顯示器，其中，所述光學功能膜配置在所述有機發光元件的表面上。
10.根據權利要求8所述的顯示器，還包括密封面板，面向所述顯示面板的所述有機發光元件而設置；以及粘合劑層，設置在所述顯示面板和所述密封面板之間的整個區域上， 其中，所述光學功能膜設置在所述密封面板的粘合劑層側。
11.一種製造顯示器的方法，包括以下步驟在基板上形成具有有機發光元件的顯示面板；和在所述有機發光元件的表面上形成光學功能膜，形成所述光學功能膜的步驟包括以下步驟通過等離子CVD方法形成由包含矽的絕緣材料製成的中間層，以及通過等離子CVD方法形成最外層，所述最外層被配置為與所述中間層的頂面相接觸， 並且由與所述中間層的材料相同的材料製成，但具有高於所述中間層的密度的密度，其中， 在形成所述中間層的步驟中，在形成所述中間層的期間或之後，停止等離子的產生，然後重新啟動，以在所述中間層中或所述中間層的頂面上形成含矽顆粒，以及所述最外層是通過使用所述含矽顆粒作為核以在其頂面上形成凹凸所形成的。
12. 一種製造顯示器的方法，包括以下步驟 在基板上形成具有有機發光元件的顯示面板； 在密封面板的表面上形成光學功能膜；以及將所述密封面板的所述光學功能膜配置為面向所述顯示面板的所述有機發光元件，並通過粘合劑層完全粘結所述顯示面板和所述密封面板，形成所述光學功能膜的步驟包括以下步驟通過等離子CVD方法形成由包含矽的絕緣材料製成的中間層，和通過等離子CVD方法形成最外層，所述最外層被配置為與所述中間層的頂面相接觸， 並且由與所述中間層的材料相同的材料製成，但具有高於所述中間層的密度的密度，其中，在形成所述中間層的步驟中，在形成所述中間層的期間或之後，停止等離子的產生，然後重新啟動，以在所述中間層中或所述中間層的頂面上形成含矽顆粒，以及所述最外層是通過使用所述含矽顆粒作為核以在其頂面上形成凹凸所形成的。
全文摘要
本發明提供了光學功能膜及其製造方法、顯示器及其製造方法，該光學功能膜能夠防止由於粘合破壞而導致的剝離或由於水分擴散而導致的惡化，該顯示器能夠防止取決於視角的亮度下降和色變化。該光學功能膜包括中間層，由包含矽的絕緣材料製成，並且在其中或其頂面上具有含矽顆粒；以及最外層，由與中間層的材料相同的材料製成，但具有高於中間層的密度的密度，並且其包括與中間層的頂面相接觸的底面以及具有凹凸的頂面。
文檔編號H01L51/56GK102200596SQ20111006731
公開日2011年9月28日 申請日期2011年3月17日 優先權日2010年3月24日
發明者安部薰 申請人:索尼公司